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持久性有机污染物论坛2006暨第一届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集 菲在模拟生物膜上的分配特性 任娇蓉，徐庆，郜洪文’ (同济大学环境科学与工程学院，污染控制与资源化国家重点实验室，上海，200092； +联系人，E-mail：hwgao@mail．tongii．edu．ca) 摘要：利用超声制备卵磷脂微囊及荧光光谱法测定菲在水相和磷脂相中的浓度，建立膜一水分 配模型，实验表明菲的膜一水分配常数为800。分别通过对pH、温度、离子强度、细胞内物质(蛋 白质、氨基酸、糖、核甘酸和碱基)对膜一水分配率的影响。使用模拟细胞液(由pH缓冲液、无机 离子、蛋白质、氨基酸、糖组成)建立菲在卵磷脂单层膜脂微囊上的微相反分配模型，结果表明菲 在膜一模拟细胞液中的反分配常数为200。 关键词：菲，分配，反分配，卵磷脂，模拟细胞液 1引言 微生物与外界环境中有机物交换是透过细胞膜界面进行的，但POPs等会成为细胞中物质、能 J。近年来， 量转化过程的抑制剂，通过改变膜的透入率、膜电位、pH、离子平衡等影响细胞活动Ll 环境毒物的研究在微界面上逐步展开，探索了其在水体颗粒物、水体／沉积物等若干重要的界面过 程的规律【2】。在污染物特性和活性预测研究方面，定量结构．活性相关技术【3】已被广泛应用。 关于POPs对生物的毒性作用，研究多集中在毒物作用于靶点(终毒)方面，即通过胞外模拟 实验研究POPs与基因、蛋白质等生命分子的相互作用或对代谢反应的抑制等h5|，而对于POPs如 何从胞外转运到生物体内以及转运过程中的反应、结合和平衡缺乏研究。POPs生物降解过程包括 跨膜输入、酶促反应和代谢物输出等步骤，POPs的顺利跨膜是实现其生物降解的基础。 POPs在跨膜过程中会通过非共价键与磷脂膜相互作用，容易通过相分配在细胞膜上积累，特 别是多环芳烃(PAHs)拥有大兀共轭体系，分子表面的静电势【61与疏水性共同作用使PAHs靠近带 有静电层的微生物，PAHs在跨膜过程中容易通过疏水键[_7】与膜磷脂结合形成稳定的结合物，膜通 透性和膜功能遭到破坏，对于普通微生物或在高浓度PAHs存在下，短期内即可导致细胞窒息凋亡： 而对于可降解PAl-Is的微生物来说，生物膜对PAHs的高分配率，使PAHs很难通过生物膜，进入细胞内， 对PAHs的生物可利用率产生很大影响。因此，建立PAHs在卵磷脂微囊上的微相分配模型和反分 配模型对研究PAHs对生物体的毒性作用和微生物对PAHs的降解作用提供非常重要的理论基础． 本文通过典型PAHs菲在模拟生物膜上的分配作用来研究PAHs在生物膜上的分配和反分配作用。 2材料与方法 2．1实验材料 卵磷脂(1ecithin)：国药集团化学试剂有限公司。 菲(phenanthrene)：99％，国药集团化学试剂有限公司。 NaCl：BR，国药集团化学试剂有限公司。 葡萄糖：BR，国药集团化学试剂有限公司。 卵清蛋白：BR，国药集团化学试剂有限公司。 (BR)，L一赖氨酸(BR)，L．脯氨酸(BR)，L．苏氨酸(BR)。配制混合氨基酸溶液，浓度0．1％。 2．2实验设备 电热式恒温水浴锅：上海精衡仪器仪表有限公司。 持久性有机污染物论坛2006暨第一届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集 冰箱：美菱BCD--196。 ElmerLambda25。 紫外可见分光光度仪：Perkin 荧光光谱仪：日立F．4500。 超声清洗器：KUDOS，SK330061，上海科导超声仪器有限公司。 2．3实验方法 2．3．I卵磷脂微囊的制备 利用超声制备卵磷脂单层膜脂微囊液，将卵磷脂固体加入到去离子水中，浓度为20mg／rnl，用 超声清洗装置在冰浴条件下超声20min，形成稳定的卵磷脂微囊液‘81。 2．3．2分配及影响实验 将菲的水溶液跟磷脂溶液以一定比例混合，混合均匀后放置不同的平衡时间后离心 别代入水溶液和甲醇溶液的菲标准曲线，计算菲在磷脂相和水相中的浓度比Cmembrane／Cwater， 即菲在两相间的分配系数Km／w，不同的时间计算测定其分配系数。 离，结果分析。 9．62、10